基于兩起故障實(shí)例的500 kV CVT故障原因?qū)Ρ确治?/h1>
2012-07-17 03:39:56張智勇
四川電力技術(shù) 2012年1期
楊 洋，覃 偉，許 強(qiáng)，郭 銳，張智勇
(四川省電力公司超(特)高壓運(yùn)行檢修公司，四川成都 610041)
500 kV電容式電壓互感器(CVT)主要由兩部分組成，即電容分壓器和電磁單元，兼顧電壓互感器和電力線路載波耦合裝置中的耦合電容器兩種設(shè)備的功能，目前已在電力系統(tǒng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用［1－8］。近年來(lái)，因CVT電容分壓器中高壓電容C1有部分電容元件被擊穿導(dǎo)致CVT二次電壓升高的故障時(shí)有發(fā)生［1－8］。從兩起電容分壓器C1中的部分電容元件擊穿導(dǎo)致二次電壓升高的故障實(shí)例出發(fā)，對(duì)兩種不同的故障原因進(jìn)行了分析，并就不同故障原因下的不同試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比、討論。
1 油浸式電流互感器缺陷實(shí)例
1.1 實(shí)例1
2011年5月，四川超(特)高壓運(yùn)檢公司所轄某500 kV變電站內(nèi)某線路CVT的某相出現(xiàn)二次電壓升高，引起保護(hù)動(dòng)作的事故［8］。對(duì)此故障相CVT進(jìn)行停電狀態(tài)診斷試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果如表1，發(fā)現(xiàn)其上節(jié)的介損、絕緣電阻及電容值測(cè)得結(jié)果均嚴(yán)重不合格［8］。對(duì)故障相CVT上節(jié)耦合電容器進(jìn)行吊芯檢查。通過(guò)吊芯發(fā)現(xiàn)［8］，裝配時(shí)密封膠圈與密封面間夾有一次端子的引出線，從而導(dǎo)致上端密封蓋的密封不良，上端密封蓋上有很多水珠，在密封膠圈附近有很明顯的一次端子引出線的壓痕;靠近金屬膨脹器的上部電容器芯子有放電痕跡，放電中產(chǎn)生了糊狀的黑色產(chǎn)物。
表1 CVT故障相停電狀態(tài)診斷高壓試驗(yàn)結(jié)果［8］
1.2 實(shí)例2
2009年，在對(duì)某500 kV CVT進(jìn)行預(yù)試前，其某相二次電壓較另外兩相約高出2 V。預(yù)試中發(fā)現(xiàn)雖然此相CVT中節(jié)的絕緣電阻值合格，但是其介損和電容值測(cè)得結(jié)果不合格，介損測(cè)得值略大于0.25%，電容的初值差為10.70%，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2。
對(duì)此故障相CVT中節(jié)進(jìn)行高壓介損試驗(yàn)，試驗(yàn)裝置及原理參見(jiàn)文獻(xiàn)［9－10］，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3。從表3可以看出，在80 kV測(cè)試電壓下，介損測(cè)得值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于10 kV測(cè)試電壓下的測(cè)試結(jié)果，變?yōu)楹细瘢娙葜祬s比10 kV測(cè)試電壓下增加了600 pF。
從對(duì)此故障相CVT進(jìn)行解體的情況來(lái)看，中節(jié)密封良好，內(nèi)部并沒(méi)有出現(xiàn)任何因滲水引起的受潮情況。但電容器油已呈黑色，有部分電容元件嚴(yán)重?zé)龘p，鋁箔間絕緣被擊穿，被擊穿的電容元件上有明顯的擊穿點(diǎn)。
表2 CVT故障相中節(jié)預(yù)試結(jié)果
表3 CVT故障相中節(jié)高壓介損試驗(yàn)結(jié)果
2 故障原因分析
對(duì)于實(shí)例1的故障［8］，CVT上節(jié)裝配不良，密封不嚴(yán)，在運(yùn)行中，有雨水滲進(jìn)，產(chǎn)生受潮，水逐漸從頂部滲透到底部，從而產(chǎn)生部分貫穿性放電通道［8］，導(dǎo)致介損測(cè)試結(jié)果高達(dá)14.39%，絕緣電阻測(cè)試結(jié)果低至70 MΩ，因受潮產(chǎn)生的放電使得部分電容元件被短接或擊穿。上節(jié)部分電容元件發(fā)生了擊穿或被短接，使得分壓比變小，在變化后的分壓比下，二次電壓有所增加，當(dāng)高于保護(hù)的設(shè)定值時(shí)，保護(hù)發(fā)生動(dòng)作［8］。
對(duì)于實(shí)例2的故障，元件內(nèi)部在制造過(guò)程中受到雜質(zhì)污染或材質(zhì)的局部位置存在缺陷［1，11］，這些絕緣薄弱點(diǎn)使電場(chǎng)分布不均勻，絕緣強(qiáng)度下降，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行電壓的作用下，薄弱點(diǎn)承受過(guò)高的電場(chǎng)強(qiáng)度，薄弱點(diǎn)進(jìn)一步惡化［1，11］，最終導(dǎo)致部分電容元件被擊穿。有部分電容元件被擊穿后，其他電容元件會(huì)承受更高的電壓［1，11］，從而加速絕緣缺陷的發(fā)展，使得更多的電容元件絕緣逐漸劣化、擊穿［1，11］。
3 不同故障原因試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比討論
如果故障原因是CVT裝配不良，密封不嚴(yán)導(dǎo)致有水滲進(jìn)，那么這極易發(fā)展成貫穿性受潮，并在介損和電容測(cè)試中得到反映。在10 kV測(cè)試電壓下，不但電容測(cè)得值較出廠值會(huì)有所增加，而且介損值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)，達(dá)到百分之幾甚至百分之十幾，絕緣電阻值會(huì)低至只有幾十或幾百個(gè)兆歐。
如果故障原因不是裝配不良導(dǎo)致的受潮，而是絕緣缺陷導(dǎo)致部分電容元件擊穿，那么這極難發(fā)展成貫穿性放電，只是局部的放電擊穿，在10 kV測(cè)試電壓下，雖然介損值可能超標(biāo)，但超標(biāo)并不會(huì)太嚴(yán)重，只可能略有超標(biāo)，絕緣電阻測(cè)試結(jié)果可能依然處于合格范圍之內(nèi)，因而也難以反映缺陷的真實(shí)情況，但電容初值差會(huì)明顯超標(biāo)。對(duì)于此類故障的CVT，如果進(jìn)行高壓介損試驗(yàn)，在接近額定電壓的測(cè)試電壓下，介損值可能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于10 kV測(cè)試電壓下的介損值，甚至處于合格范圍之內(nèi)，而電容值會(huì)更高于10 kV測(cè)試電壓下的電容測(cè)得值。
4 結(jié)語(yǔ)
CVT電容分壓器中C1有部分電容元件被擊穿會(huì)導(dǎo)致CVT二次電壓升高。部分電容元件被擊穿，可能有兩個(gè)原因:一是因?yàn)檠b配不良導(dǎo)致的受潮，二是因?yàn)椴糠蛛娙菰慕^緣缺陷導(dǎo)致。介紹了兩個(gè)故障實(shí)例，對(duì)兩種故障原因進(jìn)行了分析，并對(duì)這兩種不同故障原因、類型下產(chǎn)生的不同試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比和討論。
［1]陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法及診斷技術(shù)［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2009.
［2]陳化鋼.電力設(shè)備異常運(yùn)行及事故處理［M］.北京:中國(guó)水利電力出版社，1999.
［3]國(guó)家電網(wǎng)人力資源部.電氣試驗(yàn)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2010.
［4]楊香澤.變電檢修［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2006.
［5]上海超高壓輸變電公司.變電設(shè)備檢修［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2008.
［6]李建明，朱康.高壓電器設(shè)備試驗(yàn)方法［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2001.
［7]郭麗娟.500 kV電容式電壓互感器介損超標(biāo)原因分析及處理［J］.廣西電力，2009(1):27－28.
［8]楊洋，許強(qiáng)，覃偉，等.對(duì)某500 kV CVT的故障原因診斷及分析［J］.電力電容器與無(wú)功補(bǔ)償，2011，32(4):68－71.
［9]謝超.均壓電容器介損現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的改進(jìn)措施［J］.電力電容器與無(wú)功補(bǔ)償，2010，31(5):58－61.
［10]楊洋，許強(qiáng)，陳安明，等.對(duì)某500 kV開關(guān)斷口間并聯(lián)電容的高壓介損診斷及分析［J］.電力電容器與無(wú)功補(bǔ)償，2011，32(5):64－67.
［11]王世閣.國(guó)產(chǎn)500 kV輸變電設(shè)備運(yùn)行及事故分析［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2006.
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1 油浸式電流互感器缺陷實(shí)例
1.1 實(shí)例1
2011年5月，四川超(特)高壓運(yùn)檢公司所轄某500 kV變電站內(nèi)某線路CVT的某相出現(xiàn)二次電壓升高，引起保護(hù)動(dòng)作的事故［8］。對(duì)此故障相CVT進(jìn)行停電狀態(tài)診斷試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果如表1，發(fā)現(xiàn)其上節(jié)的介損、絕緣電阻及電容值測(cè)得結(jié)果均嚴(yán)重不合格［8］。對(duì)故障相CVT上節(jié)耦合電容器進(jìn)行吊芯檢查。通過(guò)吊芯發(fā)現(xiàn)［8］，裝配時(shí)密封膠圈與密封面間夾有一次端子的引出線，從而導(dǎo)致上端密封蓋的密封不良，上端密封蓋上有很多水珠，在密封膠圈附近有很明顯的一次端子引出線的壓痕;靠近金屬膨脹器的上部電容器芯子有放電痕跡，放電中產(chǎn)生了糊狀的黑色產(chǎn)物。
表1 CVT故障相停電狀態(tài)診斷高壓試驗(yàn)結(jié)果［8］
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表2 CVT故障相中節(jié)預(yù)試結(jié)果
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2 故障原因分析
對(duì)于實(shí)例1的故障［8］，CVT上節(jié)裝配不良，密封不嚴(yán)，在運(yùn)行中，有雨水滲進(jìn)，產(chǎn)生受潮，水逐漸從頂部滲透到底部，從而產(chǎn)生部分貫穿性放電通道［8］，導(dǎo)致介損測(cè)試結(jié)果高達(dá)14.39%，絕緣電阻測(cè)試結(jié)果低至70 MΩ，因受潮產(chǎn)生的放電使得部分電容元件被短接或擊穿。上節(jié)部分電容元件發(fā)生了擊穿或被短接，使得分壓比變小，在變化后的分壓比下，二次電壓有所增加，當(dāng)高于保護(hù)的設(shè)定值時(shí)，保護(hù)發(fā)生動(dòng)作［8］。
對(duì)于實(shí)例2的故障，元件內(nèi)部在制造過(guò)程中受到雜質(zhì)污染或材質(zhì)的局部位置存在缺陷［1，11］，這些絕緣薄弱點(diǎn)使電場(chǎng)分布不均勻，絕緣強(qiáng)度下降，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行電壓的作用下，薄弱點(diǎn)承受過(guò)高的電場(chǎng)強(qiáng)度，薄弱點(diǎn)進(jìn)一步惡化［1，11］，最終導(dǎo)致部分電容元件被擊穿。有部分電容元件被擊穿后，其他電容元件會(huì)承受更高的電壓［1，11］，從而加速絕緣缺陷的發(fā)展，使得更多的電容元件絕緣逐漸劣化、擊穿［1，11］。
3 不同故障原因試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比討論
如果故障原因是CVT裝配不良，密封不嚴(yán)導(dǎo)致有水滲進(jìn)，那么這極易發(fā)展成貫穿性受潮，并在介損和電容測(cè)試中得到反映。在10 kV測(cè)試電壓下，不但電容測(cè)得值較出廠值會(huì)有所增加，而且介損值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)，達(dá)到百分之幾甚至百分之十幾，絕緣電阻值會(huì)低至只有幾十或幾百個(gè)兆歐。
如果故障原因不是裝配不良導(dǎo)致的受潮，而是絕緣缺陷導(dǎo)致部分電容元件擊穿，那么這極難發(fā)展成貫穿性放電，只是局部的放電擊穿，在10 kV測(cè)試電壓下，雖然介損值可能超標(biāo)，但超標(biāo)并不會(huì)太嚴(yán)重，只可能略有超標(biāo)，絕緣電阻測(cè)試結(jié)果可能依然處于合格范圍之內(nèi)，因而也難以反映缺陷的真實(shí)情況，但電容初值差會(huì)明顯超標(biāo)。對(duì)于此類故障的CVT，如果進(jìn)行高壓介損試驗(yàn)，在接近額定電壓的測(cè)試電壓下，介損值可能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于10 kV測(cè)試電壓下的介損值，甚至處于合格范圍之內(nèi)，而電容值會(huì)更高于10 kV測(cè)試電壓下的電容測(cè)得值。
4 結(jié)語(yǔ)
CVT電容分壓器中C1有部分電容元件被擊穿會(huì)導(dǎo)致CVT二次電壓升高。部分電容元件被擊穿，可能有兩個(gè)原因:一是因?yàn)檠b配不良導(dǎo)致的受潮，二是因?yàn)椴糠蛛娙菰慕^緣缺陷導(dǎo)致。介紹了兩個(gè)故障實(shí)例，對(duì)兩種故障原因進(jìn)行了分析，并對(duì)這兩種不同故障原因、類型下產(chǎn)生的不同試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比和討論。
［1]陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法及診斷技術(shù)［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2009.
［2]陳化鋼.電力設(shè)備異常運(yùn)行及事故處理［M］.北京:中國(guó)水利電力出版社，1999.
［3]國(guó)家電網(wǎng)人力資源部.電氣試驗(yàn)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2010.
［4]楊香澤.變電檢修［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2006.
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［6]李建明，朱康.高壓電器設(shè)備試驗(yàn)方法［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2001.
［7]郭麗娟.500 kV電容式電壓互感器介損超標(biāo)原因分析及處理［J］.廣西電力，2009(1):27－28.
［8]楊洋，許強(qiáng)，覃偉，等.對(duì)某500 kV CVT的故障原因診斷及分析［J］.電力電容器與無(wú)功補(bǔ)償，2011，32(4):68－71.
［9]謝超.均壓電容器介損現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的改進(jìn)措施［J］.電力電容器與無(wú)功補(bǔ)償，2010，31(5):58－61.
［10]楊洋，許強(qiáng)，陳安明，等.對(duì)某500 kV開關(guān)斷口間并聯(lián)電容的高壓介損診斷及分析［J］.電力電容器與無(wú)功補(bǔ)償，2011，32(5):64－67.
［11]王世閣.國(guó)產(chǎn)500 kV輸變電設(shè)備運(yùn)行及事故分析［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2006.
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